Czy architektura 800 V zwiększy wydajność ładowania pojazdów elektrycznych?

Istnieją dwa sposoby osiągnięcia szybkiego ładowania poprzez zwiększenie mocy: albo zwiększenie prądu, albo zwiększenie napięcia. Jednak zwiększanie natężenia prądu ma wady, takie jak większe straty mocy i ciepła oraz konieczność stosowania grubszych wiązek przewodów i kabli, co podnosi masę pojazdów i wpływa na ich zasięg.

Według analityczki DigiTimes Research, Jessie Lin, główne gospodarki świata przyjęły określone zasady szybkiego ładowania w celu rozpowszechniania pojazdów elektrycznych, przy czym UE i USA wymagają szybkiego ładowania prądem stałym o mocy minimum 150 kW. Chiny przyglądają się ogólnokrajowej publicznej sieci ładowania, traktując priorytetowo szybkie ładowanie, ale uzupełniając je ładowaniem powolnym, w ramach rozwoju przemysłu pojazdów new energy w latach 2021-2035.

Jak wyjaśnia Jessie Lin, Tesla Supercharger V3, z napięciem 400 V i prądem około 600 A, zapewnia szczytową moc ładowania 250 kW, ale podniesienie prądu powyżej 600 A utrudnia zapobieganie problemom z przegrzewaniem akumulatorów lub kabli, ponieważ większy prąd wiąże się z wydzielaniem większej ilości ciepła. Ponadto BMS-y (systemy zarządzania baterią) mogą spowalniać ładowanie, aby uniknąć przegrzania. Gdy temperatura akumulatora wzrasta, moc ładowania maleje, ale przy rozwiązaniach z podwójnym napięciem i o połowę mniejszym natężeniem ograniczenie mocy ładowania nastąpi później niż w przypadku rozwiązania z podwojonym amperażem i połową napięcia. To w praktyce zapewnia krótszy czas ładowania i ma duże znaczenie dla przezwyciężenia obaw użytkowników elektrycznych samochodów. Zatem prowadzi to branżę EV w kierunku architektury 800 V.

Przejście na 800 V także wiąże się z wyzwaniami, które wydają się jednak łatwiejsze do pokonania niż w przypadku rozwiązań wysokoprądowych i niskonapięciowych. BMS-y i materiały muszą zostać ulepszone, aby zapobiec skracaniu żywotności baterii. Mogą wystąpić zakłócenia elektromagnetyczne, które należy rozwiązać poprzez zmianę projektów lub materiałów - wymagane są komponenty takie, jak SiC, które mogą wytrzymać wysokie napięcie do 1200 V. Poza tym nie wszystkie komponenty pojazdów elektrycznych można zmodernizować do obsługi 800 V, na przykład w klimatyzatorach, jak również do przekształcania wyższego napięcia źródła do pożądanego, niższego napięcia wyjścia konieczny będzie wzrost wykorzystania konwerterów DC/DC.

Ponieważ w odniesieniu do architektury 800 V wyzwania, takie jak wąskie gardła technologiczne i wysokie koszty, mogą istnieć przez wiele lat, może ona nie stać się głównym rozwiązaniem rynkowym przed 2030 r. Jednak jej udział ostatnio szybko wzrósł ze stosunkowo niskiego poziomu. Zdaniem Jessie Lin, pojazdy elektryczne klasy premium są pierwszymi, które mają wsparcie dla 800 V i oczekuje się, że udział pojazdów elektrycznych obsługujących 800 V wzrośnie z około 2% w 2022 r. do 12% w roku 2025, przy czym pozostałe modele EV będą przystosowane głównie do 400 V.

fot. IONITY MEDIA DOWNLOADS